4.1 Реконструкция эксплуатируемых жилых зданий – основной путь повышения их энергоэффектиности и экологической устойчивости

Ахременко С.А., Викторов Д.А. (БГИТА, г. Брянск, РФ)

Рассматриваются вопросы повышения энергоэффективности и экологической устойчивости жилых зданий за счёт сокращения теплопотерь через их оболочку в сочетании с изменением систем жизнеобеспечения при их реконструкции.

Одним из направлений улучшения экологической обстановки на урбанизированных территориях, в том числе в центральной части Российской Федерации, является создание энергоэффективных зданий. Энергоэффективным является экологически чистое здание, в котором поддерживается комфортный микроклимат и реализован комплекс мероприятий, обеспечивающих минимальный расход невозобновляемых топливно-энергетических ресурсов.

Работы по повышению энергоэффективности зданий можно разделить на отдельные направления:

1) строительство энергоэффективных зданий;

2) модернизация жилищного фонда путем проведения энергоэффективной санации многоквартирных домов.

Но если для нового строительства уже вступили в силу нормативные и законодательные акты, благодаря которым нельзя сдавать в эксплуатацию здания низкого класса по энергоэффективности, то эксплуатировать не соответствующую этим нормам существую застройку не запрещено. Управляющие организации стали заложниками сложившейся ситуации, с одной стороны которой постоянно увеличивающиеся тарифы при низкой платежеспособности населения, с другой – растущие долги перед ресурсоснабжающими организациями. Поэтому управляющие компании сами не могут и не желают решать вопросы, связанные с повышением энергоэффективности эксплуатируемых объектов.

Одним из практикуемых путей решения данной проблемы является привлечение государственных корпораций. Например, Фонд содействия реформированию ЖКХ для финансирования региональных программ капитального ремонта и переселения граждан из аварийного жилищного фонда выделил более 250 млрд. руб. Изначально предполагалось завершить работу Фонда к 1 января 2013 года, однако согласно Федеральному закону от 25 декабря 2012 года она продлена до 2016 года [1]. Хотя программа все еще действует, работы по капремонту носят точечный характер и результатов, весомых для градостроительного образования, например, города Брянска, не наблюдается. Да и в целом проблема повышения тепловой защиты и модернизации инженерных сетей проектами капитальных ремонтов по программе Фонда не решалась, не говоря уже о внедрении современных технологий, таких как рекуперация воздуха и автоматизация работы системы отопления. В качестве энергосберегающих мероприятий выступали устройство тепловых пунктов, оборудованных узлами учета тепловой энергии на отопление, и установка общедомовых счетчиков на другие виды коммунальных услуг (электричество, воду и газ). Но необходимо понимать, что данные мероприятия всего лишь дают возможность оценить объем потребляемых топливно-энергетических ресурсов и производить оплату по фактическому значению, а не по завышенному нормируемому показателю, но никак не влияют на снижение расхода ТЭР.

Тем не менее, благодаря обоснованию необходимости внедрения систем повышения тепловой защиты зданий, предложенному специалистами БГИТА, на нескольких объектах Брянской области в проектно-сметную документацию удалось заложить выполнение работ по наружному утеплению торцовых стен, являющихся ограждениями с более высокими тепловыми потерями относительно других поверхностей тепловой оболочки зданий.

С 2010 года Фонд, также как и многие другие организации, пошел по пути наименьшего сопротивления – строительство энергоэффективных зданий, но при этом важной отличительной задачей являлось переселение граждан из аварийного жилищного фонда в эти дома.

Существует другой, более эффективный способ – инвестиции частных заказчиков, полноценному внедрению которого мешает ряд факторов. Главный фактор, препятствующий повсеместному использованию – отсутствие механизма возврата инвестиций. В сложившейся в Российском законодательстве ситуации потенциальный инвестор, готовый работать над повышением энергоэффективности существующих зданий, то есть вкладывать средства в реализацию проектов их реконструкции, подвергается огромным рискам, но не имеет никаких гарантий. Стоит отметить, что такие же проблемы были успешно решены в странах Европейского союза, причем относительно давно – еще в конце 20 века. В качестве наиболее близкого по характеру к нашим условиям можно привести пример санации жилых домов на территории бывшей ГДР, возведенных по аналогичным проектам типовых массовых серий, распространенных в СССР. Сейчас над устранением негативных факторов инвестиционной привлекательности работают органы законодательной власти и общественные организации, такие как «Деловая Россия» [2]. Несомненно, в скором будущем объемы модернизации жилищного фонда путем проведения энергоэффективной санации жилых зданий сравнятся с объемами строительства энергоэффективных многоквартирных домов.

Большинство существующих эксплуатируемых зданий ремонтопригодны, их можно термомодернизировать и реконструировать, что позволит достигнуть нормируемых санитарно-гигиенических условий проживания и требуемой долговечности строительных конструкций. Также в существующей застройке можно получить дополнительную жилую площадь за счет надстройки, себестоимость которой будет гораздо меньше (порядка 20% по сравнению с новым строительством в расчете на одно здание) благодаря развитой инженерной инфраструктуре и отсутствию необходимости отвода земельного участка. После ремонта будут значительно снижены эксплуатационные затраты за счет увеличения межремонтного срока и экономии топливно-энергетических ресурсов.

Для улучшения эксплуатационных показателей существующих жилых зданий, экономии топливно-энергетических ресурсов, обеспечения комфортных условий для проживающего населения, повышения надежности конструктивных элементов и качества экологической защищённости необходимо выполнить совокупность мероприятий, основанных на оптимальном сочетании научно обоснованных технических решений повышения теплозащиты ограждающих конструкций и совершенствования инженерных систем.

Чтобы определить весомость предполагаемых мероприятий, проведен сравнительный анализ тепловых балансов крупнопанельного жилого здания в существующем виде и его различных вариантов после предполагаемой реконструкции, рассчитанных с помощью разработанной математической модели. В результате анализа полученной универсальной регрессионной зависимости, учитывающей изменения основных теплоэнергетических характеристик, вызванных реконструкцией здания, установлено, что на снижение удельного расхода тепловой энергии на отопление здания наиболее сильное влияние оказывают следующие факторы в порядке убывания их силы:

- повышение КПД используемой рекуперации теплоты вытяжного воздуха, в том числе установка рекуператоров при их отсутствии, и устранение излишней инфильтрации, превышающей нормативный воздухообмен в квартирах при низкой герметичности окон;

- повышение сопротивления теплопередаче для наружных стен;

- внедрение эффективных систем отопления с возможностью автоматического регулирования подачи теплоты;

- повышение сопротивления теплопередаче для окон и балконных дверей;

- повышение сопротивления теплопередаче для покрытия;

- повышение сопротивления теплопередаче для перекрытия над техническим подпольем.

Итак, основной путь достижения минимального потребления энергии – сокращение инфильтрационных и трансмиссионных потерь путем внедрения современных систем жизнеобеспечения зданий и ограждающих конструкций с высокими теплозащитными качествами. Причем в первую очередь необходимо ориентироваться на эффективные теплоизоляционные и экологически чистые материалы с низкими уровнями радиоактивности, что особенно важно для загрязненных районов.

Все эти решения нашли отражение в выполненных на кафедре «Строительное производство» БГИТА реальных дипломных проектах, посвященных вопросам реконструкции крупнопанельных зданий.

В проекте 2009 года проведено исследование температурных полей крупнопанельного жилого дома (рисунок 1). Произведены расчеты сопротивления теплопередаче с учетом коэффициента теплотехнической однородности в характерных стыках ограждающих конструкций.

Рисунок 1 – Распределение температурного поля на стыке стеновых панелей

В 2010 году разработаны два проекта реконструкции под социально ориентированное жилье эконом-класса и более элитное жилье бизнес-класса. В обоих запроектирован мансардный этаж и повышение теплозащиты здания. В первом проекте предусмотрено приспособление торцовых секций первого этажа под учреждения социального обслуживания пожилых людей, а рядовых секций – под жилые помещения для проживания семей с инвалидами на кресле-коляске. Во втором проекте предусмотрена мансарда высотой на два этажа для размещения квартир в двух уровнях, пристройка дополнительных объемов и укрупнение существующих квартир с четырех до двух на этаж.

В 2011 году разработан проект реконструкции комплекса объектов с углубленной проработкой благоустройства прилегающих территорий и мероприятий по повышению энергоэффективности. В этой работе был предложен оптимальный комплекс технических решений повышения теплозащиты крупнопанельных зданий, обеспечивающих минимизацию тепловых потерь и формирование комфортных условий микроклимата в помещениях, на примере объектов, эксплуатируемых в климатических и региональных условиях г. Брянска. Проект получил диплом за I место во Всероссийском конкурсе выпускных квалификационных работ по специальности 270105 «Городское строительство и хозяйство» [3].

Заключение

Проведенные исследования и предложенные разработки в области рационального проектирования реконструкции эксплуатируемых зданий основаны на использовании современных научных методов и направлены на энергосбережение и создание комфортных условий для людей. Реализация комплекса энергосберегающих мероприятий при реконструкции существующих жилых домов позволяет обеспечить значительную экономию энергии и защиту окружающей среды.

Литература

1 Федеральный закон от 25.12.2012 № 270-ФЗ «О внесении изменений в федеральный закон «О фонде содействия реформированию жилищно-коммунального хозяйства» // Справочная правовая система «Консультант плюс».

2 Энергосберегающие технологии в сфере ЖКХ и строительства [Электронный ресурс] // Общероссийская общественная организация «Деловая Россия [сайт] – URL: http://www.deloros.ru/main.php?mid=400&doc=24440 (дата обращения: 11.03.13).

3 Итоги конкурсов по специальности ГСХ [Электронный ресурс] // Пензенский государственный университет архитектуры и строительства [сайт] – URL: http://www.pguas.ru/gsh-2012 (дата обращения: 11.03.13).